【正文】 .................. 24 第四章 平直翅片管數(shù)值計(jì)算結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 ............................................................... 27 迭代殘差圖 ........................................................................................................... 27 雷諾數(shù)對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ................................................... 27 翅片間距對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ............................................... 32 管排數(shù)對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ................................................... 33 管排橫向間距對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ....................................... 35 管排縱向間距對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ....................................... 38 管排方式對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ............................................... 40 結(jié) 論 ................................................................................................................................. 43 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................. 44 外文原文 ................................................................................................................................. 47 中文翻譯 ................................................................................................................................. 53 1 第一章 緒論 課題背景及研究意義 強(qiáng)化傳熱技術(shù)概述 強(qiáng)化傳熱是上世紀(jì)六十年代開始蓬勃興起的一種改善傳熱性能的先進(jìn)技術(shù)。 本文針對(duì)平直翅片管內(nèi)的流動(dòng)特點(diǎn)，主要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行研究：簡(jiǎn)單概 述平直翅片管研究的動(dòng)態(tài)及現(xiàn)狀，并在對(duì)比分析對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)法、分析法及數(shù)值方法的優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，確定本文采用數(shù)值方法，使用 GAMBIT 軟件對(duì)不同結(jié)構(gòu)尺寸的平直翅片管建立物理模型，并通過 軟件對(duì)其翅片管通道內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算 Re 數(shù)與努塞爾數(shù) Nu、阻力系數(shù) f 的關(guān)系，分析流動(dòng)參數(shù) Reynolds 數(shù)、翅片間距、管排數(shù)、翅片管管排間距（橫向間距和縱向間距）等因素對(duì)平直翅片管流動(dòng)與換熱性能的影響，探討不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的流動(dòng)特征及阻力特性，為工業(yè)應(yīng)用上平直翅片管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)、優(yōu)化分析提供理論依據(jù)。盡管它在結(jié)構(gòu)的緊湊性、傳熱強(qiáng)度和單位金屬消耗量等方面遜于板式或板翅式換熱器，但平直翅片管換熱器以其能承受高溫高壓、適應(yīng)性強(qiáng)、工作可靠、制造簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、選材范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，仍在能源、化工、石油等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。 第四部分 翅片管數(shù)值計(jì)算結(jié)果及分析 該部分主要針對(duì)不同結(jié)構(gòu)尺寸的平直翅片管數(shù)值模擬的結(jié)果（速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)及溫度場(chǎng)）進(jìn)行顯示、并對(duì)數(shù)據(jù)整理，分析其各因素對(duì)翅片管換熱與阻力特性的影響。 第一部分 緒論 第二部分 平直翅片管換熱流動(dòng)模型建立與分析 該部分主要分析了平直翅片管通道的流動(dòng)特點(diǎn)，描述了本文所研究對(duì)象的構(gòu)建及計(jì)算區(qū)域的選取，并討論了相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法及模型計(jì)算定解條件的確定?？諝馕镄詤?shù)為 ： 第 2 頁 3 3mkg1225ρ ? ， smkg101 .7 8 9 4μ 5 ??? ， KkgJ10 06 .43C p ?? ， ?? ，管外壁面溫度恒定： K318Tw ? 。假設(shè)流動(dòng)介質(zhì)為不可壓縮空氣，物性參數(shù)為常數(shù)，忽略重力影響，流動(dòng)為三維、穩(wěn)態(tài)的層流且已進(jìn)入周期性充 分發(fā)展段。通常管子以叉排和順排兩種方式排列，且流動(dòng)換熱在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)各不相同，其流場(chǎng)與溫度場(chǎng)可用周期性的流動(dòng)與換熱模型進(jìn)行模擬，具體問題如下： 流體橫掠平直翅片管管束，管內(nèi)外流體形成交叉流動(dòng)，由于管束通道結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性， 計(jì)算區(qū)域的物理模型取整個(gè)寬度的一半、間距的一半來進(jìn)行，橫向尺寸由管間中分面和管子中心縱剖面界定，高度由翅片厚度中分面及翅片間距中分面來界定。 1 （論文）任務(wù) 書 第 1 頁 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 平直翅片管傳熱與阻力 特性的數(shù)值研究 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求： (1) 了解 強(qiáng)化傳熱技術(shù)的發(fā)展、平直翅片管強(qiáng)化傳熱的機(jī)理及此換熱設(shè)備在實(shí)際中的應(yīng)用 ； (2) 了解翅片管換熱與阻力性能研究進(jìn)程及國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 ； (3) 了解 用數(shù)值方法研究翅片管換熱問題的優(yōu)越性并掌握數(shù)值解法的基本原理 ； (4) 初步掌握 GAMBIT 軟件構(gòu)建三維模型、劃分網(wǎng)格、使用 Fluent 軟件數(shù)值求解并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后處理分析的基本方法 ； (5) 初步培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲?素質(zhì)和獨(dú)立工作的能力 。 原始數(shù)據(jù)： 平直翅片管式換熱器在空調(diào)制冷、電子器件散熱設(shè)備中最為常 見。所以，本文僅取一個(gè)單元周期區(qū)域研究即可（見圖中虛線所圍部分）。翅片管基本尺寸保持翅片厚度為 ，管徑 10cm，翅片間距為 ，管排縱向間距為 22mm，橫向間距為 16mm。 計(jì)算區(qū)域結(jié)構(gòu)示意圖 第 3 頁 4 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 主要內(nèi)容： 通過對(duì)富氧燃燒技術(shù)的認(rèn)識(shí)，了解該技術(shù)對(duì)節(jié)能、減排、降耗的適用性；并從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩方面研究該技術(shù)對(duì)電站鍋爐的影響 ， 能夠提出解決一些問題的方案或者建議。 第三部分 平直翅片管數(shù)值模擬及 CFD 簡(jiǎn)介 該部分主要介紹了數(shù)值傳熱學(xué)理論及常用數(shù)值解法，并分析實(shí)驗(yàn)法、分析法和數(shù)值解法各自的優(yōu)勢(shì)；描述了 CFD 理論思想基本概況、利用 GAMBIT 對(duì) 計(jì)算區(qū)域離散的方法及 FLUENT 數(shù)值算法的選取。 第五部分 結(jié)論 學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)一份 第 4 頁 5 主要參考文獻(xiàn)（資料）： 1. 李祥華，宋光強(qiáng)．幾種新型換熱器的特點(diǎn)及使用狀況對(duì)比 [J]．化肥工業(yè)． 2020， 9(1)： 7880． 2. 劉衛(wèi)華．百葉窗型和波形管片式換熱器性能實(shí)驗(yàn)研究 [J]．石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)． 1996， 9（ 2）： 4953． 3. 孟繼安．基于場(chǎng)協(xié)同理論的縱向渦強(qiáng)化換熱技術(shù)及其應(yīng)用 [D]．北京：清華大學(xué)航天航空學(xué)院， 2020， 15． 4. 陶文銓．計(jì)算流體力學(xué)與傳熱學(xué) [M]．西安：西安交通大學(xué)出版社： 1991． 47． 5. 康海軍，李嫵，李慧珍等．平直翅片管換熱器傳熱與阻力特性的實(shí)驗(yàn)研究 [J]．西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)． 1994， 28(1)： 9198． 6. 柳飛，何國庚．多排數(shù)翅片管空冷器風(fēng)阻特性的數(shù)值模擬 [J]．制冷與空調(diào)． 2020， 4(4)： 3033． 7. 宋富強(qiáng)，屈治國，何雅玲等．低速下空氣橫掠翅片管換熱規(guī)律的數(shù)值模擬 [J]．西安交通 大學(xué)學(xué)報(bào)． 2020， 36(9)： 899902． 8. 徐百平，江楠等．平直翅片管翅式換熱器減阻強(qiáng)化傳熱數(shù)值模擬 [J]．石油煉制與化工． 2020，9(37)： 4549． 9. 屈治國，何雅玲，陶文銓．平直開縫翅片傳熱特性的三維數(shù)值模擬及場(chǎng)協(xié)同原理分析 [J]．工程熱物理學(xué)報(bào)． 2020， 5(24)： 826829． 10. 劉建，魏文建，丁國良．翅片管式換熱器換熱與壓降特性的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展 [J]．制冷學(xué)報(bào)． 2020，(3)： 2530． 專業(yè)班級(jí) 熱能 0703 班 學(xué)生 張 謙 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 2020 年 3 月 14 日至 2020 年 6 月 18 日 指導(dǎo)教師簽 字 日期 2020 年 3 月 10 日 教研室主任審查簽 字 日期 2020 年 3 月 10 日 系 主 任 批 準(zhǔn) 簽 字 日期 2020 年 3 月 10 日 I 平直翅片管傳熱與阻力特性的數(shù)值研究 摘 要 平直翅片管式換熱器作為熱力系統(tǒng)和制冷空調(diào)裝備中的一個(gè)重要部件，對(duì)其換熱性能的研究一直是科研人員熱衷的課題。因而，對(duì)其翅片管束通道內(nèi)的流動(dòng)與傳熱問題的研究具有十分重要的意義。 關(guān) 鍵字 ： 數(shù)值模擬；